(57)【要約】  接触片の潰れや電極へ与えるダメージを軽減することが可能なコンタクトヘッド、該コンタクトヘッドを備えるプローブピン、及び該プローブピンを用いた電気接続装置を提供する。コンタクトヘッドは、ヘッドベースと、該ヘッドベース上端部に、接触対象物と電気的に接触する少なくとも２以上の弾性接触片を備えている。少なくとも２以上の弾性接触片に囲まれる中央部分に水平断面形状が円形の窪みが形成される。また、弾性接触片それぞれは、該弾性接触片の自由端としての先端が前記ヘッドベースの水平断面形状に内接する内接円と同心円であって、該内接円の直径と同じかまたはそれより小さい直径を有する少なくとも１つの仮想円の円周上に配置される。さらに、弾性接触片は、該弾性接触片が渦巻状に延在するように形成されることで、垂直方向に弾性変形可能に形成されている。
2011161855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドベースと、該ヘッドベース上端部に、接触対象物と電気的に接触する少なくとも２以上の弾性接触片を備えるコンタクトヘッドであって、
前記少なくとも２以上の弾性接触片に囲まれる中央部分に水平断面形状が円形の窪みが形成され、
前記弾性接触片それぞれは、該弾性接触片の自由端としての先端が前記ヘッドベースの水平断面形状に内接する内接円と同心円であって、該内接円の直径と同じかまたはそれより小さい直径を有する少なくとも１つの仮想円の円周上に配置されるとともに、弾性接触片が渦巻状に延在するように形成されることで、垂直方向に弾性変形可能に形成されていることを特徴とするコンタクトヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のコンタクトヘッドを適用することを特徴とするプローブピン。
【請求項３】
前記コンタクトヘッドを接触対象物に向って付勢する弾性部材をさらに備えてなることを特徴とする請求項２に記載のプローブピン。
【請求項４】
前記弾性部材がコイルバネであることを特徴とする請求項３に記載のプローブピン。
【請求項５】
コンタクトヘッドが上下両端に適用され、コンタクトヘッドそれぞれの少なくとも２個の弾性接触片の延在方向が、上から見て、一方は、時計回りであり、他方は反時計回りであることを特徴とする請求項２に記載のプローブピン。
【請求項６】
請求項４に記載されるプローブピンと、
該プローブピンが収容される収容空間を備えるソケットベース部材と、
を少なくとも備える電気接続装置。
【請求項７】
前記プローブピンは、コンタクトヘッド、該コンタクトヘッドを保持する幅広部としての支持部、シリンダ部及び下部プランジャ部を備え、支持部は、その水平断面が円の対向する円弧を切り欠いて平行線とした形状をなし、下部プランジャは、シリンダ部内で上下方向に移動可能とし、
前記ソケットベース部材は、前記プローブピンが収容される前記収容空間の水平断面形状が前記支持部の水平断面形状と同じ形状を有するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電気接続装置。
【請求項８】
請求項５に記載されるプローブピンと、
該プローブピンが収容される収容空間を備えるソケットベース部材と、
を少なくとも備える電気接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触対象物の電極に電気的に接触するコンタクトヘッド、該コンタクトヘッドを備えるプローブピン、及び該プローブピンを用いた電気接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（集積回路）パッケージ、ＩＣウエハ、ディスプレイパネルなどの接触対象物に形成される電極と所定の圧力で電気的に接触する接触子として、例えば、特許文献１に記載されるような、プローブピンが従来から知られている。【０００３】
特許文献１に記載されるプローブピンは、軸部と該軸部の一端部に接合される接触ヘッドから形成されている。プローブピンを構成する軸部は、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅などから成る棒材を切削加工または鍛造加工によって形成される。また、接触ヘッドは、ニッケルまたはタングステンを成形金属とする電鋳成形によって形成される。【０００４】
接触ヘッドの一端部には、複数のまたは単数の尖鋭端が設けられ、該尖鋭端は、接触対象物に形成されている電極に突き当てられ、所定の接触圧力を加えられた状態で電極と電気的に接触する。【０００５】
なお、特許文献１には、尖鋭端が軸部の一端部に直接切削加工で形成されることも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３７２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の軸部または接触ヘッドの一端部に設けられた接触片としての尖鋭端は、いずれも剛体として形成されており、したがって、尖鋭端と接触対象物の電極との接触は、剛体と剛体とが突き当たり、所定の圧力が加えられた状態で接触することになる。ここで、尖鋭端の硬さが電極の硬さより軟らかい場合、加圧接触の際に尖鋭端が潰されてしまう恐れがある。特に、尖鋭端が電極と複数回にわたって加圧接触した場合、尖鋭端が潰されてしまう蓋然性は非常に高い。このように、尖鋭端が潰されてしまうことで、複数接触後の尖鋭端と電極との接触信頼性が損なわれてしまうという問題が生じる。また、尖鋭端の硬さが電極の硬さより硬い場合、電極に与えられる傷や変形によるダメージが大きくなるという問題が生じ得る。また、製造や搬送中における部品同士の接触においても、尖鋭端が他の部品に突き当たることで同様の問題が生じ、製品としての品質を損なう恐れがある。【０００８】
本発明は、以上の問題点を勘案し、接触片の潰れや電極へ与えるダメージを軽減することが可能なコンタクトヘッド、該コンタクトヘッドを備えるプローブピン、及び該プローブピンを用いた電気接続装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るコンタクトヘッドは、ヘッドベースと、該ヘッドベース上端部に、接触対象物と電気的に接触する少なくとも２以上の弾性接触片を備えるコンタクトヘッドであって、前記少なくとも２以上の弾性接触片に囲まれる中央部分に水平断面形状が円形の窪みが形成され、前記弾性接触片それぞれは、該弾性接触片の自由端としての先端が前記ヘッドベースの水平断面形状に内接する内接円と同心円であって、該内接円の直径と同じかまたはそれより小さい直径を有する少なくとも１つの仮想円の円周上に配置されるとともに、弾性接触片が渦巻状に延在するように形成されることで、垂直方向に弾性変形可能に形成されていることを特徴とする。【００１０】
本発明に係るコンタクトヘッドは、また、コンタクトヘッドの弾性接触片それぞれが、それぞれの先端に向ってヘッドベースの上端面に対して傾斜するように形成されていてもよい。【００１１】
本発明に係るコンタクトヘッドは、また、ヘッドベースの水平断面形状が正多角形であってもよい。【００１２】
さらに、本発明に係るコンタクトヘッドは、少なくとも２個の弾性接触片が、線対称に配置されていてもよい。【００１３】
本発明に係るプローブピンは、少なくともその上端部に上記コンタクトヘッドを備えてなり、電気接続装置は、該プローブピンを複数備えてなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るコンタクトヘッドは、弾性接触片をヘッドベースの内接円の直径より地位左直径の仮想円に沿って渦巻状に形成することにより、弾性接触片が垂直方向に弾性変形することが可能となる。これにより、電極と当接しても、従来の尖鋭端のように潰されたり、変形したりすることが全くなくなるかまたは少なくなるとともに、電極に対して想定以上のダメージを与えることもなくなる。また、従来の尖鋭端のような構造に比べて複雑な構造を備えているにも拘らず、中央部分に窪みが形成されていることで切削加工により容易に製造することができる。さらに、弾性接触片の先端がヘッドベースの輪郭を越えて外側に変形することがないので、これをプローブピンに用いるとき、挟ピッチ化に対応することが可能となる。【００１５】
また、本発明に係るコンタクトヘッドは、弾性接触片が、その先端に向ってヘッドベースの上端面に対して傾斜するように形成されているので、接触対象物に対してワイピングさせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が２であるコンタクトヘッドの実施例の上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が２であるコンタクトヘッドの別の実施例の上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が２であるコンタクトヘッドのさらに別の実施例の上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が２であるコンタクトヘッドのさらに別の実施例の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が３であるコンタクトヘッドの実施例の上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が４であるコンタクトヘッドの実施例の上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が５であるコンタクトヘッドの実施例の上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の数が６であるコンタクトヘッドの実施例の上面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドであって、その水平断面形状が正方形である実施例の上面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドであって、その水平断面形状が正八角形である実施例の上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａに示されるコンタクトヘッドの側面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａに示されるコンタクトヘッドの斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るコンタクトヘッドの一端部に設けられる弾性接触片の構造が図１から図１０Ｃに示される実施例のいずれとも異なるコンタクトヘッドの実施例を示す。
【図１２】図１２は、本発明に係るコンタクトヘッドを備えるプローブピンの実施例を示す。
【図１３】図１３は、本発明に係るコンタクトヘッドを備える別のプローブピンの実施例を示す。
【図１４】図１４は、本発明に係るコンタクトヘッドを備えるさらに別のプローブピンの実施例を示す。
【図１５】図１５は、本発明に係るコンタクトヘッドを備えるさらに別のプローブピンの実施例を示す。
【図１６】図１６は、本発明に係るコンタクトヘッドを備えるさらに別のプローブピンの実施例を示す。
【図１７】図１７は、本発明に係るコンタクトヘッドを備えるさらに別のプローブピンの実施例を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの弾性接触片と接触対象物の電極との接触原理を説明するための図であって、弾性接触片と電極が接触してない非接触状態を示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明に係るコンタクトヘッドの弾性接触片と接触対象物の電極との接触原理を説明するための図であって、弾性接触片と電極が所定の圧力が加えられて接触している状態を示す図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、本発明に係るコンタクトヘッドの弾性接触片と接触対象物の電極との接触原理を説明するための図であって、図１８Ｂの円ＸＶＩＩＩＣ部分の拡大図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、本発明に係るコンタクトヘッドの弾性接触片と接触対象物の電極との接触原理を説明するための図であって、図１８Ｃの接触点Ｐに作用する力のベクトル図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明に係るコンタクトヘッドの製造を説明するための工程図であり、製造ステップ１を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明に係るコンタクトヘッドの製造を説明するための工程図であり、製造ステップ２を示す。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、本発明に係るコンタクトヘッドの製造を説明するための工程図であり、製造ステップ３を示す。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、本発明に係るコンタクトヘッドの製造を説明するための工程図であり、製造ステップ４を示す。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、本発明に係るコンタクトヘッドの製造を説明するための工程図であり、製造ステップ５を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、プローブピンの回転を防止するための方法を説明するための図であって、プローブピンの上面図を示す。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、プローブピンの回転を防止するための方法を説明するための図であって、プローブピンが電気接続装置に取り付けられているときの概略断面図を示す。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、プローブピンの回転を防止するための方法を説明するための図であって、図２０ＢのＸＸＣ−ＸＸＣ線に沿う部分断面図を示す。
【図２１】図２１は、プローブピンの回転を防止するための別の方法を説明するための図である。
【図２２】図２２は、プローブピンの回転を防止するためのさらに別の方法を説明するための図である。
【図２３】図２３は、本発明に係るコンタクトヘッドを備えるプローブピンを用いた電気接続装置の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係るコンタクトヘッド、これを備えるプローブピン、及び該プローブピンを用いた電気接続装置について説明する。
【００１８】
最初に、本発明に係るコンタクトヘッドが適用される電気接続装置８０について図２３を用いて簡単に説明する。
【００１９】
図２３に示されるように、電気接続装置８０は、概略、ケーシング部材８１、第１ソケットベース部材８２、第２ソケットベース部材８３、及び複数のコンタクトとしてのプローブピン４００を備えている。電気接続装置８０は、図２３には示されていないが、第１の接触対象物であるＩＣパッケージと第２の接触対象物であるテストボードのような配線基板を電気的に接続させる。
【００２０】
ケーシング部材８１は、金属材料または電気的に絶縁性の合成樹脂材料から成形され、概略直方体をなしている。ケーシング部材８１には、該ケーシング部材８１を貫通する角筒状貫通孔８１ａ及び下方に向って開口する収容凹部８１ｂが形成されている。角筒状貫通孔８１ａは、水平断面で長方形状をなし、ＩＣパッケージ載置空間を形成している。収容凹部８１ｂは、水平断面で、角筒状貫通孔８１ａの水平断面の形状より大きく、且つ角筒状貫通孔８１ａの形状に相似形の長方形状をなし、第１及び第２ソケットベース部材８２、８３を収容し得るように形成されている。
【００２１】
第１ソケットベース部材８２は、電気的に絶縁性の合成樹脂材料から成形され、概略直方体をなしている。第１ソケットベース部材８２には、ＩＣパッケージ載置空間内に搭載されるＩＣパッケージに設けられている複数の半田ボールのような外部接点（電極）に対応して、複数の第１円筒状貫通孔８２ａが形成されている。複数の第１円筒状貫通孔８２ａは、ＩＣパッケージの複数の電極に接触するプローブピン４００の一部を収容するために形成されることから、ＩＣパッケージの電極の配列と同じくマトリックス状に配列される。なお、複数の第１円筒状貫通孔８２ａそれぞれは、該貫通孔８２ａ内から上方にプローブピン４００が抜け出ないように、第１円筒状貫通孔８２ａより直径が小さい径小部分８２ｂを有している。該径小部分８２ｂ内には、後述するように、プローブピン４００の上部プランジャ４０１を構成するコンタクトヘッドのヘッドベースが嵌合する。第２ソケットベース部材８３は、第１ソケットベース部材８２と同じく電気的に絶縁性の合成樹脂材料から概略直方体に成形されている。第２ソケットベース部材８３には、第１ソケットベース部材８２に設けられた複数の第１円筒状貫通孔８２ａに対応して、複数の第２円筒状貫通孔８３ａが形成される。第２円筒状貫通孔８３ａは、第１の円筒状貫通孔８２ａと同様にマトリックス状に配列されている。なお、複数の第２円筒状貫通孔８３ａそれぞれは、該貫通孔８３ａ内から下方にプローブピン４００が抜け出ないように、第２円筒状貫通孔８３ａより直径が小さい径小部分８３ｂを有している。該径小部分８３ｂ内には、プローブピン４００の下部プランジャ４０３が嵌合する。第１ソケットベース部材８２に設けられた第１円筒状貫通孔８２ａは、図２３に示されるように、第２ソケットベース部材８３に設けられた、対応する第２円筒状貫通孔８３ａとともに、後述するプローブピン４００を収容するプローブピン収容空間を形成する。
【００２２】
図２３に示される複数のプローブピン４００それぞれは、後述する図１７に示されるプローブピン４００が採用されている。該プローブピン４００は、本発明に係るコンタクトヘッドから形成される上部プランジャ４０１、シリンダ４０２、下部プランジャ４０３及び図２３には示されていないコイルバネ４０４から構成されている。プローブピン４００については、図１７において詳述するのでこれ以上の説明は省略する。
【００２３】
第１及び第２ソケットベース部材８２、８３は、複数のプローブピン４００のシリンダ４０２をプローブピン収容空間内に収容して後、ボルトなどの固定部材により、ケーシング部材８１の収容凹部８１ｂ内に収容され、固定される。
【００２４】
図２３に示される電気接続装置８０においては、ケーシング部材８１に形成された角筒状貫通孔８１ａ内にＩＣパッケージが案内され、図示されていない押圧板などにより、ＩＣパッケージが複数のプローブピン４００に対して押し付けられる。このとき、プローブピン４００の上部プランジャ４０１の上端に設けられた弾性接触片がＩＣパッケージの電極に電気的に接触する。また、下部プランジャ４０３の下端に設けられた接点は、テストボードのようなプリント配線板の外部接点（電極）に電気的に接続される。
【００２５】
次に、本発明に係るコンタクトヘッドの詳細について説明する。図１Ａ〜１１には、本発明に係るコンタクトヘッドの代表的実施例が示される。
【００２６】
図１には、本発明の第１の実施例に係るコンタクトヘッドが示されている。図１に示される実施例におけるコンタクトヘッド１０は、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅のような金属材料から切削加工により形成され、ヘッドベース１１及び２個の弾性接触片１３、１５を備えている。本実施例に係るコンタクトヘッド１０のヘッドベース１１は、水平断面形状が円である円筒状を成しており、図１Ｂに示されるように、上下（垂直）方向に延在する中心軸線Ｏ−Ｏを有する。
【００２７】
２個の弾性接触片１３、１５は、ヘッドベース１１の上端部（先端部）に連続するそれぞれの基端部１３ｂ、１５ｂ、及びそれぞれの自由端としての先端１３ａ、１５ａを備える。本実施例では、２個の弾性接触片１３及び１５は、中心軸線Ｏ−Ｏに対して点対称となる位置に形成される。また、それぞれの先端１３ａ及び１５ａは、円筒形状のヘッドベース１１の水平断面円の同心円であって、該水平断面円の直径Ｄと同じかそれより小さい直径ｄを有する仮想円Ａの円周上に配置されるように形成される。より具体的には、２個の弾性接触片１３、１５それぞれは、図１Ａ、１Ｃに示されるように、それぞれの基端部分１３ｂ、１５ｂから時計回りに渦巻状に延在し、且つそれぞれの先端に向ってヘッドベース１１の水平上端面に対して傾斜するように形成される。このとき、２個の弾性接触片１３及び１５に囲まれる中心部分には、図１Ａ〜１Ｃにおいてはその輪郭が明確ではないが、円筒状または逆円錐状（図１Ｂにおいて下方に向って縮径する形状）の窪み１２が形成されている。ちなみに、本実施例における窪み１２の形状は逆円錐状である。該窪み１２は、後述するコンタクトヘッドの製造工程の途中において円筒状または逆円錐状に形成される（図１９Ｃ参照）。該窪み１２の形状が円筒状または逆円錐状であっても、製造時に形成された窪み１２の最上端（製造工程中における）の直径は、上記仮想円Ａの直径ｄに略等しい（図１９Ｂ、１９Ｃ参照）。該窪み１２の形成は、後述するように、このような２個の弾性接触片１３、１５それぞれの先端１３ａ、１５ａが配置される仮想円Ａの大きさを決定するとともに、弾性接触片の製造を容易にする。２個の弾性接触片１３及び１５それぞれは、また、図１Ａに示されるように、上から見てそれぞれの先端１３ａ及び１５ａに向って先細となるように形成される。さらに、図１Ｂに示されるように、基端部１３ｂから斜め上方に向って延在し、ヘッドベース１１の水平上端面１１ａに対して傾斜する２個の接触片１３及び１５それぞれの下には変形空間が形成される。図１Ｂにおいては、接触片１３の下の変形空間１３ｃのみが示されている。２個の弾性接触片１３、１５それぞれの下に変形空間が形成されることにより、２個の弾性接触片１３及び１５それぞれの先端１３ａ、１５ａを含む先端領域は、上下（垂直）方向に弾性的に変位することが可能となる。先端１３ａ及び１５ａの形状は、尖っていることが好ましいがこれに限られるものではなく、例えば、平坦部分を含む形状であってもよいし、丸みを帯びていてもよい。なお、上述したように、弾性接触片１３、１５の先端１３ａ、１５ａが配置される仮想円Ａの直径ｄがヘッドベース１１の水平断面円の直径Ｄと同じ場合であっても、弾性接触片１３、１５は、上下方向にのみ変形し、半径方向外側に向って変形することはない。これは、弾性接触片１３、１５が上述したようにそれぞれの先端１３ａ、１５ａからそれぞれの基端部分１３ｂ、１５ｂに向って末広がり状に形成されていることにより、半径方向への断面二次モーメントが上下方向の断面二次モーメントより大きくなるからである。
【００２８】
図２Ａ〜２Ｃには、本発明の第２の実施例に係るコンタクトヘッド１０’が示されている。図２Ａ〜２Ｃに示されるコンタクトヘッド１０’は、２個の弾性接触片１３’、１５’が反時計回りに渦巻状に形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にする。しかしながら、本実施例のコンタクトヘッド１０’は、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じである。したがって、本実施例におけるコンタクトヘッド１０’の構成は、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字に「’」を付して読むことで理解できるであろう。
【００２９】
図３Ａ〜３Ｃには、本発明の第３の実施例に係るコンタクトヘッド１０”が示されている。図３Ａ〜３Ｃに示されるコンタクトヘッド１０”は、２個の弾性接触片１３”、１５”の先端１３”ａ、１５”ａを含む先端部分が略水平に形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にする。本実施例のコンタクトヘッド１０”も、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じである。したがって、本実施例におけるコンタクトヘッド１０”の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字に「”」を付して読むことで理解できるであろう。
【００３０】
図４Ａ〜４Ｃには、本発明の第４の実施例に係るコンタクトヘッド２０が示されている。図４Ａ〜４Ｃに示されるコンタクトヘッド２０は、２個の弾性接触片２３、２５がヘッドベース２１の中心軸線Ｏ−Ｏに直交する中心線Ｏ1−Ｏ1（図４Ａ参照）に対して線対称に形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例のコンタクトヘッド２０も、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じである。したがって、本実施例におけるコンタクトヘッド２０の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を２０番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。
【００３１】
図５Ａ〜５Ｃには、本発明の第５の実施例に係るコンタクトヘッド３０が示されている。図５Ａ〜５Ｃに示されるコンタクトヘッド３０は、自由端としての先端３３ａ、３５ａ及び３７ａをそれぞれが有する３個の弾性接触片３３、３５及び３７が形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例のコンタクトヘッド３０も、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じであるのでその構成の説明を省略する。なお、本実施例におけるコンタクトヘッド３０の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を３０番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。
【００３２】
図６Ａ〜６Ｃには、本発明の第６の実施例に係るコンタクトヘッド４０が示されている。図６Ａ〜６Ｃに示されるコンタクトヘッド４０は、自由端としての先端４３ａ、４５ａ、４７ａ及び４９ａをそれぞれが有する４個の弾性接触片４３、４５、４７及び４９が形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例のコンタクトヘッド４０も、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じであるのでその構成の説明を省略する。なお、本実施例におけるコンタクトヘッド４０の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を４０番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。また、後述する本発明に係るコンタクトヘッドの作用効果および製造方法に関する説明においては、本実施例に係るコンタクトヘッド４０を代表的なコンタクトヘッドとして選択して説明している。
【００３３】
図７Ａ〜７Ｃには、本発明の第７の実施例に係るコンタクトヘッド５０が示されている。図７Ａ〜７Ｃに示されるコンタクトヘッド５０は、それぞれが自由端としての先端を有する５個の弾性接触片５３、５４、５５、５６、５７が形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例のコンタクトヘッド５０も、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じであるのでその構成の説明を省略する。なお、本実施例におけるコンタクトヘッド５０の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を５０番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。
【００３４】
図８Ａ〜８Ｃには、本発明の第８の実施例に係るコンタクトヘッド６０が示されている。図８Ａ〜８Ｃに示されるコンタクトヘッド６０は、それぞれが自由端としての先端を有する６個の弾性接触片６３、６４、６５、６６、６７、６８が形成されている点でのみ図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例のコンタクトヘッド６０も、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じであるのでその構成の説明を省略する。なお、本実施例におけるコンタクトヘッド６０の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を６０番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。
【００３５】
図９Ａ〜９Ｃには、本発明の第９の実施例に係るコンタクトヘッド４０’が示されている。図９Ａ〜９Ｃに示されるコンタクトヘッド４０’は、自由端としての先端４３’ａ、４５’ａ、４７’ａ及び４９’ａをそれぞれが有する４個の弾性接触片４３’、４５’、４７’及び４９’が形成されている点及びヘッドベース４１’の水平断面形状が正四角形（正方形）である点で図１Ａ〜１Ｃに示される実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例の場合、４個の弾性接触片４３’、４５’、４７’及び４９’それぞれの先端４３’ａ、４５’ａ、４７’ａ及び４９’ａが配置されるべき仮想円Ａ１は、正四角形状のヘッドベース４１’に内接する内接円Ｂの同心円であって、該内接円Ｂの直径ＤBと同じかそれより小さい直径ｄBを有するように設定される。本実施例におけるコンタクトヘッド４０’は、ヘッドベース４１’が正多角形（正四角形）状をしている。したがって、コンタクトヘッド４０’を上記電気接続装置などに適用する場合、該コンタクトヘッド４０’が収容される第１ソケットベース部材８２の第１貫通孔８２ａを円筒状から正多角形状とすることで、コンタクトヘッド４０’の回転を抑制することが可能となる。本実施例のコンタクトヘッド４０’は、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じである。なお、本実施例におけるコンタクトヘッド４０’の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を４０’番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。
【００３６】
図１０Ａ〜１０Ｃには、本発明の第１０の実施例に係るコンタクトヘッド４０”が示されている。図１０Ａ〜１０Ｃに示されるコンタクトヘッド４０”は、自由端としての先端４３”ａ、４５”ａ、４７”ａ及び４９”ａをそれぞれが有する４個の弾性接触片４３”、４５”、４７”及び４９”が形成されている点及びヘッドベース４１”の水平断面形状が正八角形である点で第１の実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。言い換えれば、本実施例は、ヘッドベース４１”の水平断面形状が正八角形である点でのみ上記第９の実施例と異なるといえる。本実施例の場合も、４個の弾性接触片４３”、４５”、４７”及び４９”それぞれの先端４３”ａ、４５”ａ、４７”ａ及び４９”ａが配置されるべき仮想円Ａは、正八角形状のヘッドベース４１”に内接する内接円Ｃの同心円であって、該内接円Ｃ１の直径ＤCと同じかそれより小さい直径ｄCを有するように設定される。また、本実施例のコンタクトヘッド４０”においても、ヘッドベース４１”が正多角形（正八角形）状をしている。したがって、コンタクトヘッド４０”を上記電気接続装置などに適用する場合、該コンタクトヘッド４０”が収容される第１ソケットベース部材８２の第１貫通孔８２ａを円筒状から正多角形状とすることで、コンタクトヘッド４０”の回転を抑制することが可能となる。本実施例のコンタクトヘッド４０”は、その他の構成に関しては、図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の構成と全く同じである。なお、本実施例におけるコンタクトヘッド４０”の構成も、上記図１Ａ〜１Ｃに示される実施例の説明において、引用数字の１０番台を４０”番台に置き換えて読むことで理解できるであろう。
【００３７】
図１１には、本発明の第１１の実施例に係るコンタクトヘッド７０の上面図が示されている。図１１に示されるコンタクトヘッド７０は、自由端としての先端７３ａ、７５ａ、７７ａ及び７９ａをそれぞれが有する４個の弾性接触片７３、７５、７７及び７９が形成されている点及び４個の弾性接触片７３、７５、７７及び７９それぞれの先端７３ａ、７５ａ、７７ａ及び７９ａが配置される仮想円が２個である点で第１の実施例のコンタクトヘッド１０とその構成を異にしている。本実施例の場合、４個の弾性接触片７３、７５、７７及び７９のうち、対向する２個の弾性接触片７３と７７が配置されるべき仮想円Ａ２は、円筒形状のヘッドベース７１の直径Ｄ2と同じかそれより小さい直径ｄ2を有するように設定される。同様に、残りの対向する２個の弾性接触片７５と７９が配置されるべき仮想円Ａ３は、仮想円Ａ２の直径ｄ2より小さい直径ｄ3を有するように設定される。また、本実施例の場合、窪み７２は、逆円錐状に形成されている。
【００３８】
本発明に係るコンタクトヘッド１０〜７０は、これらの限られるものではないが、上述したように、少なくとも２以上の弾性接触片を備えていることを特徴とする。それにより、少なくとも２個の弾性接触片それぞれの先端が、接触対象物の電極と所定の圧力を加えられた状態で接触すると、垂直方向に変位し得る。したがって、コンタクトヘッドの少なくとも２個の弾性接触片は、電極と当接しても、従来のコンタクトヘッドの尖鋭端のように潰されたり、変形したりすることが全くなくなるかまたは少なくなるとともに、電極に対して想定以上のダメージを与えることもなくなる。また、弾性接触片の先端がヘッドベースの輪郭を越えて外側に変形することがないので、これをプローブピンに用いるとき、プローブピンの配置をプローブピンの直径に対応して設計することが可能となり、結果として、挟ピッチ化に対応することが可能となる。ここで、本発明に係るコンタクトヘッドの弾性接触片と接触対象物の電極（外部接点）との接触原理について、図１８Ａ〜１８Ｄを用いて簡単に説明する。なお、図１８Ａ〜１８Ｃに示されるコンタクトヘッドは、図６Ａ〜６Ｃに示される第６の実施例としてのコンタクトヘッド４０を採用しているが、その他の実施例においても略同様の作用効果が期待できるものである。
【００３９】
接触対象物としてのＩＣパッケージ９０の外部電極としての電極（半田ボール）９１にコンタクトヘッド４０が図１８Ａに示される非接触状態から図１８Ｂに示されるように接触状態になる。ここで、図１８Ｂ及びその要部拡大図である図１８Ｃに示されるように、コンタクトヘッド４０の弾性接触片４３に着目すると、弾性接触片４３の先端４３ａは、最初に電極９１の表面の点Ｐに接触する。さらに、ＩＣパッケージ９０がさらに押し下げられることで、先端４３ａを含む弾性接触片４３の先端領域は変形する。このことは、図１８Ｄに示されるように、電極９１の表面の接点Ｐにおいて、弾性接触片４３の先端４３ａに、押し下げ力（加圧力）Ｆが垂直方向下方に加えられた状態を示している。このとき、弾性接触片４３が本実施例のように傾斜している場合、図１８Ｄに示されるように、押圧力Ｆは、先端４３ａにおいて、法線方向の力Ｆ１と接線方向（すなわち、弾性接触片４３の延びる方向）の力Ｆ２に分けられる。このうち、力Ｆ１が弾性接触片４３を変位させる（撓ませる）力として作用することになる。すなわち、この力Ｆ１の垂直方向の分力の作用により、上述したように弾性接触片４３の先端４３は、垂直方向に変位することになる。このとき、弾性接触片の数が多くなるほど、１つの弾性接触片が受ける押し下げ力Ｆは、小さくなるので、弾性接触片は、過度の力を受けることがなく、したがって、弾性接触片の潰れや変形などが、より少なくなり得る。また、弾性接触片からの反力も小さくなるので、電極９１のダメージもさらに抑制され得る。
【００４０】
ところで、力Ｆ１は、また、垂直方向の分力と水平方向の分力を有する。この水平方向の分力は、弾性接触片４３の先端４３ａを図１８Ｃにおいて左方向に移動させる力として作用する。もし、コンタクトヘッド４０が、回転自在に構成されているとすれば、コンタクトヘッド４０は、全体として、中心軸線Ｏ−Ｏを中心に回転することになる。この場合、弾性接触片４３と半田ボール９０との接点Ｐは、弾性接触片４３に沿ってその基端部側に移動する。しかしながら、コンタクトヘッド４０が、回転不能に固定されているとすれば、この水平方向の分力は、図１８Ｃに示されるように、弾性接触片４３と半田ボール９０との接点Ｐを半田ボール９１の表面に沿って接点Ｐ１へ移動させる。このことから、コンタクトヘッド４０を回転不能に構成にすれば、電極９１の表面は、弾性接触片４３の先端４３ａにより表面を擦られる（すなわち、ワイピングされる）ことが理解される。このワイピング作用を発揮するように構成されたコンタクトヘッド、プローブピンについては後述する。
【００４１】
次に、図１９Ａ〜１９Ｅを用いて、本発明に係るコンタクトヘッド１０〜７０の製造方法を簡単に説明する。なお、図１９Ａ〜１９Ｅにおいても、示されるコンタクトヘッドは、図６Ａ〜６Ｃに示される第６の実施例としてのコンタクトヘッド４０を採用しているが、その他のコンタクトヘッドにおいても同様の方法で製造可能である。
【００４２】
最初に、ステップ１において、本実施例では、製造されるコンタクトヘッド４０のヘッドベース４１が円筒状であることから、図１９Ａに示されるように、所定の長さＨ及び所定の直径Ｄを有する中実の円筒状の棒（すなわち、中実円柱）４１ａを用意する。
【００４３】
ステップ２において、図１９Ｂに示されるように、ヘッドベース４１となる部分より上方部分に円錐台形部分４１ｂが形成されるように先細状に、中実円柱４１ａの上方部分を切削加工する。このとき、円錐台形部分４１ｂの上端面４１ｃには、上述したように、コンタクトヘッド４０の４個の弾性接触片それぞれの先端が配置される、直径ｄを有する所定の仮想円に対応する円Ａが、中実円柱４１ａの水平断面円と同心状に形成される。
【００４４】
次に、ステップ３において、円錐台形部分４１ｂの上端面から下方に向って窪み４２を切削加工などにより形成する。このとき、窪み４２は、該窪み４２の上端開口部分の直径がステップ２で形成された上端面４１ｃの円Ａの直径ｄと同じか若干小さくなるように形成される。窪み４２の形状は、円筒形または逆円錐形、あるいは、逆円錐台形であることが好ましいが、製造上容易に製造できるのであればこれに限られるものではない。要は、窪み４２の上端開口部分が円形であり、その直径が円Ａの直径と略同じであればよい。
【００４５】
ステップ４において、窪み４２の周囲の円錐台形部分４１ｂを、該円錐台形部分４１ｂに対して概略水平方向外側から窪み４２に向って切削加工し、弾性接触片を形成する。この場合、実質的には、隣接する弾性接触片の間の空間４１ｄを４つ形成するように切削する。
【００４６】
ステップ５において、４つの弾性接触片４３、４５、４７、４９を備えるコンタクトヘッド４０が完成する。
【００４７】
このように、本発明に係るコンタクトヘッドは、若干複雑な構造にもかかわらず、切削加工により容易に製造することができる。
【００４８】
以上の通り、本発明に係るコンタクトヘッドのいくつかの実施例、作用（機能）、効果及びその製造方法について述べてきたが、以下、これらのコンタクトヘッドを備えるプローブピン及び該プローブピンを用いた電気接続装置について説明する。
【００４９】
図１２には、コンタクトヘッドをそのままプローブピンとして利用するタイプの１つの実施例が示されている。図１２に示される実施例においては、コンタクトヘッドとして図６Ａ〜６Ｃに示される第６の実施例としてのコンタクトヘッド４０を採用しているが、その他のコンタクトヘッドにおいても同様にプローブピンとして利用することができる。
【００５０】
図１２に示されるように、プローブピンを構成するコンタクトヘッド４０は、支持部（径大部または幅広部）４０ｈを介してプリント配線板９５の外部接点としての電極に直接、接着や半田付けあるいは圧入により取り付けられる。コンタクトヘッド４０と支持部４０ｈは、同じ材料で一体に形成されてもよいし、別体として形成されてもよい。コンタクトヘッド４０は、プリント配線板９５とＩＣパッケージ９０とを相対的に接近させることにより、プリント配線板９５とＩＣパッケージ９０とを電気的に接続することが可能となる。４つの弾性接触片は、ＩＣパッケージ９０の電極９１と当接したとき、弾性的に垂直方向に変位し得るので、接触時における衝撃を吸収し、それにより、接触片は、その先端が潰れたり、変形したりすることもなく、また、電極を傷めることもない。
【００５１】
図１３には、コンタクトヘッドをそのままプローブピンとして利用するタイプの別の実施例が示されている。図１３に示される実施例においても、コンタクトヘッドとして図６Ａ〜６Ｃに示される第６の実施例としてのコンタクトヘッド４０を採用しているが、その他のコンタクトヘッドにおいても同様に利用することができる。
【００５２】
図１３に示されるように、本実施例においては、コンタクトヘッド４０は、さらに、支持部４０ｈ、連結部４０ｊ及び接続ワイヤ４０ｋを備え、弾性体９７を介して支持基板９８に取り付けられている。本実施例では、例えば、上記図１２に示されるようなＩＣパッケージの電極と電気的に接続されるような場合、４つの弾性接触片ばかりでなく、弾性体９７により、コンタクトヘッド４０と電極との接触時における衝撃を吸収することができるように構成されている。本実施例では、コンタクトヘッド４０は、連結部４０ｊ及び接続ワイヤ４０ｋを介して、例えば、プローブカード基板などに接続されている。なお、番号９６は、コンタクトヘッド４０及び弾性体９７を支持基板９８に保持するための締結部材である。
【００５３】
図１４〜１７には、コンタクトヘッドをいわゆるプローブピンとして利用するタイプの４つの実施例が示されている。図１４〜１７に示される実施例においても、コンタクトヘッドとして図６Ａ〜６Ｃに示される第６の実施例としてのコンタクトヘッド４０を採用しているが、その他のコンタクトヘッドにおいても同様に利用することができる。
【００５４】
図１４に示されるプローブピン１００は、コンタクトヘッド４０、支持部としての径大部４０ｈ、下部接触片４０ｍからなるプランジャ部１０１及びコイルユニット部１１０を備えている。プランジャ部１０１は、同じ材料で一体に形成されていることが好ましい。コイルユニット部１１０は、弾性的に変形し得るコイルバネ部分１１０ａとその下端部がプリント基板などの外部接点と接続する密着巻き部分１１０ｂを含んでいる。本実施例のプローブピン１００は、上記電気接続装置８０のプローブピンとして用いられ得る。本実施例におけるプローブピン１００は、例えば、上記図１２に示されるようなＩＣパッケージの電極と電気的に接続されるような場合、４つの弾性接触片ばかりでなく、コイルバネ部分１１０ａにより、接触時における衝撃を吸収することができる。本実施例では、コンタクトヘッド４０が押し下げられ、これと一体の下部接触片４０ｍが密着巻き部分１１０ｂ内に挿入され、下部接触片４０ｍと密着巻き部分１１０ｂとが接触することで電気経路が完成される。
【００５５】
図１５に示されるプローブピン２００は、コンタクトヘッド４０、第１支持部４０ｈ、シリンダ部４０ｎからなる上方部材２０１、プランジャ部２１０ａ、第２支持部２１０ｂ、下部接点部２１０ｃからなる下方部材２１１、及びコイルバネ２２０を備えている。下方部材のプランジャ部２１０ａは、上方部材のシリンダ部４０ｎ内で上下方向に移動可能に嵌合している。コイルバネ２２０は、上方部材２０１の径大部としての第１支持部４０ｈと下方部材２１１の径大部としての第２支持部２１０ｂとの間であって、シリンダ部４０ｎとプランジャ部２１０ａの外側に配置され、上方部材２０１と下方部材２１１とを離れる方向に付勢している。本実施例のプローブピン２００も、上記電気接続装置８０のプローブピンとして用いられ得る。
【００５６】
本実施例におけるプローブピン２００は、例えば、上記図１２に示されるようなＩＣパッケージの電極と電気的に接続されるような場合、４つの弾性接触片ばかりでなく、コイルバネ２２０により、接触時における衝撃を吸収することができる。本実施例では、コンタクトヘッド４０が押し下げられ、これと一体のシリンダ部４０ｎ内をプランジャ部２１０ａが上昇移動するとともに、該シリンダ部４０ｎに接触することで電気経路が完成される。なお、本実施例では、下方部材の下部接点部２１０ｃを本発明に係るコンタクトヘッド４０で形成することも可能である。
【００５７】
図１６に示されるプローブピン３００は、コンタクトヘッド４０、第１支持部４０ｈ、シリンダ部４０ｎからなる上方部材３０１、プランジャ部３１０ａ、下部接点部３１０ｃからなる下方部材３１１、及びコイルバネ３２０を備えている。シリンダ部４０ｎは、内部空間を有する中空状の円筒体として形成されている。なお、シリンダ部４０ｎの内部空間は、図１６に示されるように、第１支持部４０ｈを貫通してコンタクトヘッド４０のヘッドベース内にまで延在していてもよい。下方部材のプランジャ部３１０ａは、上方部材のシリンダ部４０ｎ内で上下方向に移動可能に嵌合している。また、本実施例では、プランジャ部３１０ａは、図には明確に示されていないが、下部接点部３１０ｃの直径より大きい直径を有するように形成され、シリンダ部４０ｎから抜け出ないように構成されていることが好ましい。さらに、本実施例では、コイルバネ３２０が、上方部材のシリンダ部４０ｎと下方部材のプランジャ部３１０ａとの間であって、シリンダ部４０ｎの内側に配置され、上方部材と下方部材とを離れる方向に付勢している。すなわち、本実施例のプローブピン３００は、上記図１５に示されるプローブピン２００と比べて、実質的に、コイルバネ３２０の配置が異なるだけあり、その他の構成は略同じである。本実施例のプローブピン３００も、上記電気接続装置８０のプローブピンとして用いられ得る。
【００５８】
本実施例におけるプローブピン３００も、例えば、ＩＣパッケージの電極と電気的に接続されるような場合、４つの弾性接触片ばかりでなく、コイルバネ３２０により、接触時における衝撃を吸収することができる。本実施例でも、コンタクトヘッド４０が押し下げられ、これと一体のシリンダ部４０ｎ内をプランジャ部３１０ａが上昇移動するとともに、該シリンダ部４０ｎに接触することで電気経路が完成される。また、本実施例でも、下方部材の下部接点部３１０ｃを本発明に係るコンタクトヘッド４０で形成することが可能である。
【００５９】
図１７に示されるプローブピン４００は、コンタクトヘッド４０からなる上部プランジャ４０１、シリンダ部材（筒体）４０２、下部プランジャ４０３、及びコイルバネ４０４を備えている。上部及び下部プランジャ４０１及び４０３は、シリンダ部材４０２内で上下方向に移動可能に該シリンダ部材４０２に嵌合している。本実施例では、上部及び下部プランジャ４０１及び４０３は、図には明確に示されていないが、シリンダ部材４０２から抜け出ないように構成されていることが好ましい。また、本実施例では、コイルバネ４０４は、上部プランジャ４０１と下部プランジャ４０３との間であって、シリンダ部材４０２の内側に配置され、上部プランジャ４０１と下部プランジャ４０３とを離れる方向に付勢している。本実施例のプローブピン４００は、上記図１５に示されるプランジャピン３００と比べて、実質的に、コイルバネ４０４の配置が異なるだけあり、その他の構成は略同じである。本実施例のプローブピン４００も、上記電気接続装置８０のプローブピンとして用いられ得る。
【００６０】
本実施例におけるプローブピン４００も、例えば、ＩＣパッケージの電極と電気的に接続されるような場合、４つの弾性接触片ばかりでなく、コイルバネ４０４により、接触時における衝撃を吸収することができる。本実施例では、コンタクトヘッド４０が押し下げられ、該コンタクトヘッド４０から構成される上部プランジャ４０１がシリンダ４０２内を下降移動し、該シリンダ４０２に接触する。他方、下部プランジャ４０３は、プリント配線板９５などの電極に接触し、押しあげられシリンダ４０２内を上昇移動、該シリンダ４０２に接触する。このようにして、本実施例におけるプローブピン４００の電気経路が完成する。また、本実施例でも、下部プランジャ４０３を本発明に係るコンタクトヘッド４０で形成することが可能である。
【００６１】
最後に、ワイピング作用を発揮するように構成されたコンタクトヘッド、プローブピンまたは電気接続装置の実施例について説明する。上述したように、ワイピング作用を発揮させるためには、例えば、図１２のように、コンタクトヘッドまたはプローブピンを接触する電極に対して回転不能に構成することが望ましい。しかしながら、図１４〜１７のプローブピンを回転不能に構成することは実質的に不可能であり、ワイピング作用も若干抑えられる傾向がある。図２０Ａ〜２０Ｃ、２１及び２２には、ワイピング作用をよりよく発揮するように構成されたコンタクトヘッドまたはプローブピンの３つの実施例が示されている。これらの実施例に示されるものは、コンタクトヘッドまたはプローブピンの回転を抑制するように構成されている。図２０Ａ〜２０Ｃ、２１及び２２に示される実施例においても、コンタクトヘッドとして図６Ａ〜６Ｃに示される第６の実施例としてのコンタクトヘッド４０を採用しているが、その他のコンタクトヘッドにおいても同様に利用することができる。ワイピング作用を発揮させるためには、以下の実施例に限られるものではなく、これらの実施例の組み合わせを含めて、変更や改良が可能である。
【００６２】
図２０Ａ〜２０Ｃに示される実施例は、プローブピンと電気接続装置によりコンタクトヘッドの回転を抑制した例である。図２０Ａ〜２０Ｃに示されるプローブピン５００は、コンタクトヘッド５０１、支持部５０２、シリンダ部５０３からなる上方部材５０５、プランジャ部５１１、下部接点部５１２からなる下方部材５１５、及びコイルバネ５２０を備えている。この構成から理解されるように、本実施例におけるプローブピン５００は、上記図１６に示されるプローブピン３００とその構成が略同じである。したがって、本実施例においては、コンタクトヘッド５０１は、コンタクトヘッド４０そのものであり、上端に４つの弾性接触片が形成されている。また、シリンダ部５０３に形成された、コイルバネ５２０を収容する内部空間が第１支持部５０２を越えてコンタクトヘッド５０１のヘッドベース内にまで形成されている。本実施例におけるプローブピン５００は、上記電気接続装置８０に適用されているものとする。
【００６３】
本実施例では、コンタクトヘッド５０１の回転を抑制にするため、図２０Ａ及び２０Ｃ）に明確に示されるように、コンタクトヘッド５０１と一体に形成されている径大部としての支持部５０２の水平断面形状が、水平断面円形の一部を切り欠いた形状とされる。より具体的には、支持部５０２は、水平断面円形を上から見て対向する円弧部分を切り欠いて、この切り欠いた対向部分が互いに平行な平坦面５０２ａ、５０２ｂとして形成される。他方、支持部５０２が収容される電気接続装置８０のプローブピン収容空間を構成する第１ソケットベース部材８２に形成された第１円筒状貫通孔８２ａの水平断面形状も支持部５０２の水平断面形状と同じ形状に形成される。図２０Ｂ、２０Ｃは、第１貫通孔８２ａが極端に大きく描かれているが、第１円筒状貫通孔８２ａの水平断面形状を支持部５０２の水平断面形状と同じくすることにより、支持部５０２は、第１ソケットベース部材８２に対して回転が抑制される。それにより、支持部５０２と一体に形成されているコンタクトヘッド５０１は、第１ソケットベース部材８２に対して回転が抑制される。したがって、コンタクトヘッド５０１の上に搭載されたＩＣパッケージの電極の表面は、ＩＣパッケージがコンタクトヘッド５０１に当接しこれを押し下げることにより、コンタクトヘッド５０１の４つの弾性接触片の先端によりワイピングされることになる。本実施例の変形例としては、支持部５０２の水平断面形状を正多角形にするとともに、電気接続装置８０の第１ソケットベース部材８２に設けられた第１貫通孔８２ａの水平断面形状を、上述の実施例と同じように形成するかまたは支持部５０２の水平断面形状と同じ正多角形にすることが考えられる。また、コンタクトヘッド５０１自身の水平断面形状を図９Ａ〜９Ｃ及び図１０Ａ〜１０Ｃに示されるように正多角形にしてもよい。この場合、第１ソケットベース部材８２に設けられた第１貫通孔８２ａのコンタクトヘッド５０１のヘッドベースが嵌合する径小部分８２ｂの水平断面形状がコンタクトヘッド５０１の水平断面形状と同じ正多角形に形成される。
【００６４】
図２１に示されるプローブピン６００は、プローブピン自身で回転が抑制されるように構成されている。本実施例では、プローブピン６００は、上コンタクトヘッド６０１、支持部（径大部）６０２、下コンタクトヘッド６０３から構成されている。本実施例に係るプローブピン６００は、上コンタクトヘッド６０１、支持部６０２、下コンタクトヘッド６０３は一体に形成されている。上コンタクトヘッド６０１の４個の弾性接触片は、上から見てそれぞれの基端部分から時計回りに渦巻状に延在し、且つ上方に向ってヘッドベースの水平上端面に対して傾斜するように形成される。他方、下コンタクトヘッド６０３の４個の弾性接触片は、下から見てそれぞれの基端部分から時計回りに渦巻状に延在し、且つ下方に向ってヘッドベースの水平下端面に対して傾斜するように形成される。下コンタクトヘッド６０３の４個の弾性接触片は、上から見ると、反時計回りに渦巻状に延在して配置されている。本実施例に係るプローブピン６００において、上コンタクトヘッド６０１の４個の弾性接触片が例えば、ＩＣパッケージの電極と所定の圧力下で接触し、下コンタクトヘッド６０３の４個の弾性接触片がプリント配線板の電極と所定の圧力下で接触したとする。この場合、上コンタクトヘッド６０１の４個の弾性接触片は、上から見て時計回りに、下コンタクトヘッド６０３の４個の弾性接触片は反時計回りにそれぞれ力を受ける。このことは、上下コンタクトヘッド６０１、６０３は、互いに対して逆方向に力を受けることを示す。それぞれが互いに逆方向に受ける力は、それぞれが互いに受ける力を打ち消し合うことになり、したがって、プローブピン６００としては回転が阻止される。結果として、上コンタクトヘッド６０１は、ＩＣパッケージの電極をワイピングし、下コンタクトヘッドは、プリント配線板の電極をワイピングする。
【００６５】
図２２に示されるプローブピン７００も、プローブピン自身で回転が抑制されるように構成されている。本実施例では、プローブピン７００は、上記図１７に示されるプローブピン４００の構造と略同じである。すなわち、本実施例におけるプローブピン７００は、上部プランジャとしてのコンタクトヘッド７０１、シリンダ部材（筒体）７０２、下部プランジャ７０３、及びコイルバネ７０４を備えている。上部及び下部プランジャ７０１及び７０３は、シリンダ部材７０２内で上下方向に移動可能に該シリンダ部材７０２に嵌合している。また、コイルバネ７０４が、上部プランジャ７０１と下部プランジャ７０３との間であって、シリンダ部材７０２の内側に配置されている点でもプローブピン４００と同じ構造を有している。本実施例では、上部プランジャ７０１の下端面７０１ａを傾斜面（図２２においては、左下がりの傾斜面として形成されている）として構成している点でプローブピン４００と構成を異にしている。このように下端面７０１ａを傾斜面として形成することで、上部プランジャ７０１が、例えば、ＩＣパッケージの電極と接触することで下方に向けて押圧力を受けると、バネ７０４により、左側に向って反力Ｆを受け、上部プランジャ７０１は、シリンダ７０２の内壁に押し付けられる。それにより、上部プランジャ７０１とシリンダ７０２との間の摩擦力が作用して、上部プランジャとしてのコンタクトヘッド７０１の回転が阻止される。結果として、上部プランジャ７０１の４個の弾性接触片は、ＩＣパッケージの電極をワイピングする。
【００６６】
この他に、コンタクトヘッドの回転が抑制されるプローブピンとして、図１２に示される実施例としてのプローブピン（コンタクトヘッド４０と支持部４０ａの組み合わせ）が挙げられる。また、図４Ａ〜４Ｃに示されるコンタクトヘッド２０をプローブピンに用いた場合が考えられる。図４Ａ〜４Ｃに示されるコンタクトヘッド２０は、上述したように、２個の弾性接触片２３、２５が中心線Ｏ1−Ｏ1に対して線対称に形成されている。図４Ａ〜４Ｃに示されるように、一方の弾性接触片２３は、図４Ａ〜４Ｃにおいて反時計回りに渦巻状に延在し、且つ上方に向ってヘッドベース２１の水平上端面に対して傾斜するように形成されている。これに対して、他方の弾性接触片２５は、図４Ａ〜４Ｃにおいて時計回りに渦巻状に延在し、且つ上方に向ってヘッドベース２１の水平上端面に対して傾斜するように形成されている。したがって、コンタクトヘッド２０が、例えば、上方からＩＣパッケージの電極と接触すべく押圧されたとき、一方の弾性接触片２３は、反時計回りに、他方の弾性接触片２５は、時計回りに力を受け、結果としてそれぞれが受けた力は、打ち消し合うことになり、それにより、コンタクトヘッド２０の回転が阻止される。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０  コンタクトヘッド
１１              ヘッドベース
１２              窪み
１３、１５        弾性接触片
８０              電気接続装置
８２              第１ソケットベース部材
８２ａ            第１円筒状貫通孔（プローブ収容空間）
８３              第２ソケットベース部材
８３ａ            第２円筒状貫通孔（プローブ収容空間）
９０              ＩＣパッケージ
９１              電極（半田ボール）
１００、２００、３００、４００、６００、７００  プローブピン
【図１Ａ】
2011161855.tif 000003
【図１Ｂ】
2011161855.tif 000004
【図１Ｃ】
2011161855.tif 000005
【図２Ａ】
2011161855.tif 000006
【図２Ｂ】
2011161855.tif 000007
【図２Ｃ】
2011161855.tif 000008
【図３Ａ】
2011161855.tif 000009
【図３Ｂ】
2011161855.tif 000010
【図３Ｃ】
2011161855.tif 000011
【図４Ａ】
2011161855.tif 000012
【図４Ｂ】
2011161855.tif 000013
【図４Ｃ】
2011161855.tif 000014
【図５Ａ】
2011161855.tif 000015
【図５Ｂ】
2011161855.tif 000016
【図５Ｃ】
2011161855.tif 000017
【図６Ａ】
2011161855.tif 000018
【図６Ｂ】
2011161855.tif 000019
【図６Ｃ】
2011161855.tif 000020
【図７Ａ】
2011161855.tif 000021
【図７Ｂ】
2011161855.tif 000022
【図７Ｃ】
2011161855.tif 000023
【図８Ａ】
2011161855.tif 000024
【図８Ｂ】
2011161855.tif 000025
【図８Ｃ】
2011161855.tif 000026
【図９Ａ】
2011161855.tif 000027
【図９Ｂ】
2011161855.tif 000028
【図９Ｃ】
2011161855.tif 000029
【図１０Ａ】
2011161855.tif 000030
【図１０Ｂ】
2011161855.tif 000031
【図１０Ｃ】
2011161855.tif 000032
【図１１】
2011161855.tif 000033
【図１２】
2011161855.tif 000034
【図１３】
2011161855.tif 000035
【図１４】
2011161855.tif 000036
【図１５】
2011161855.tif 000037
【図１６】
2011161855.tif 000038
【図１７】
2011161855.tif 000039
【図１８Ａ】
2011161855.tif 000040
【図１８Ｂ】
2011161855.tif 000041
【図１８Ｃ】
2011161855.tif 000042
【図１８Ｄ】
2011161855.tif 000043
【図１９Ａ】
2011161855.tif 000044
【図１９Ｂ】
2011161855.tif 000045
【図１９Ｃ】
2011161855.tif 000046
【図１９Ｄ】
2011161855.tif 000047
【図１９Ｅ】
2011161855.tif 000048
【図２０Ａ】
2011161855.tif 000049
【図２０Ｂ】
2011161855.tif 000050
【図２０Ｃ】
2011161855.tif 000051
【図２１】
2011161855.tif 000052
【図２２】
2011161855.tif 000053
【図２３】
2011161855.tif 000054
【国際調査報告】
2011161855.tif 000055
2011161855.tif 000056
2011161855.tif 000057
2011161855.tif 000058